Precizne granitne platforme, sa svojom visokom krutošću, niskim koeficijentom širenja, izvrsnim performansama prigušenja i prirodnim antimagnetskim svojstvima, imaju nezamjenjivu vrijednost primjene u visokokvalitetnoj proizvodnji i znanstvenim istraživanjima gdje su preciznost i stabilnost visoko traženi. Slijede njihovi glavni scenariji primjene i tehničke prednosti:
I. Područje ultraprecizne opreme za obradu
Oprema za proizvodnju poluvodiča
Scenariji primjene: stol obratka litografskog stroja, baza stroja za rezanje pločica, platforma za pozicioniranje opreme za pakiranje.
Tehnička vrijednost:
Koeficijent toplinskog širenja granita iznosi samo (0,5-1,0) × 10⁻⁶/℃, što omogućuje otpornost na temperaturne fluktuacije tijekom nanoskalnog izlaganja litografskog stroja (pogreška pomaka < 0,1 nm u okruženju od ± 0,1 ℃).
Unutarnja struktura mikropora stvara prirodno prigušenje (omjer prigušenja 0,05 do 0,1), potiskujući vibracije (amplituda < 2 μm) tijekom brzog rezanja strojem za rezanje i osiguravajući da je hrapavost ruba Ra rezanja pločice manja od 1 μm.
2. Precizni brusilice i koordinatni mjerni strojevi (CMM)
Slučaj primjene:
Baza trokoordinatnog mjernog stroja ima integralnu granitnu strukturu, s ravnošću od ±0,5 μm/m. U kombinaciji s zračno plutajućom vodilicom postiže se točnost kretanja na nano razini (točnost ponovljenog pozicioniranja ±0,1 μm).
Radni stol optičkog brusilice ima kompozitnu strukturu od granita i srebrnog čelika. Prilikom brušenja K9 stakla, valovitost površine je manja od λ/20 (λ=632,8 nm), što zadovoljava zahtjeve ultra glatke obrade laserskih leća.
II. Područje optike i fotonike
Astronomski teleskopi i laserski sustavi
Tipične primjene:
Nosiva platforma refleksijske površine velikog radioteleskopa ima granitnu saćastu strukturu, koja je lagana (gustoća 2,7 g/cm³) i ima jaku otpornost na vibracije vjetra (deformacija < 50 μm pri vjetru od 10 stupnjeva).
Optička platforma laserskog interferometra koristi mikroporozni granit. Reflektor je fiksiran vakuumskom adsorpcijom, s pogreškom ravnosti manjom od 5 nm, što osigurava stabilnost ultrapreciznih optičkih eksperimenata poput detekcije gravitacijskih valova.
2. Precizna obrada optičkih komponenti
Tehničke prednosti:
Magnetska permeabilnost i električna vodljivost granitne platforme su blizu nule, čime se izbjegava utjecaj elektromagnetskih smetnji na precizne procese poput poliranja ionskim snopom (IBF) i magnetoreološkog poliranja (MRF). Vrijednost PV točnosti oblika površine obrađene asfične leće može doseći λ/100.
Iii. Zrakoplovna i precizna inspekcija
Platforma za inspekciju zrakoplovnih komponenti
Scenariji primjene: Trodimenzionalni pregled lopatica zrakoplova, mjerenje tolerancija oblika i položaja konstrukcijskih komponenti od aluminijskih legura zrakoplovstva.
Ključne performanse:
Površina granitne platforme obrađena je elektrolitičkom korozijom kako bi se formirali fini uzorci (s hrapavošću Ra od 0,4-0,8 μm), pogodni za visokoprecizne okidačke sonde, a pogreška detekcije profila lopatice je manja od 5 μm.
Može izdržati opterećenje od preko 200 kg zrakoplovnih komponenti, a promjena ravnosti nakon dugotrajne upotrebe je manja od 2 μm/m, što zadovoljava zahtjeve preciznog održavanja Grade 10 u zrakoplovnoj industriji.
2. Kalibracija inercijalnih navigacijskih komponenti
Tehnički zahtjevi: Statička kalibracija inercijalnih uređaja poput žiroskopa i akcelerometara zahtijeva ultrastabilnu referentnu platformu.
Rješenje: Granitna platforma kombinirana je s aktivnim sustavom za izolaciju vibracija (prirodna frekvencija < 1Hz), čime se postiže visokoprecizna kalibracija stabilnosti inercijalnih komponenti pri nultom pomaku < 0,01°/h u okruženju s ubrzanjem vibracija < 1×10⁻⁴g.
Iv. Nanotehnologija i biomedicina
Platforma skenirajućeg sondnog mikroskopa (SPM)
Osnovna funkcija: Kao osnova za mikroskopiju atomskih sila (AFM) i skenirajuću tunelsku mikroskopiju (STM), potrebno ju je izolirati od vibracija okoline i toplinskog drifta.
Pokazatelji uspješnosti:
Granitna platforma, u kombinaciji s pneumatskim nogama za izolaciju vibracija, može smanjiti brzinu prijenosa vanjskih vibracija (1-100Hz) na manje od 5%, postižući snimanje AFM-a na atomskoj razini u atmosferskom okruženju (rezolucija < 0,1 nm).
Temperaturna osjetljivost je manja od 0,05 μm/℃, što zadovoljava zahtjeve za nanoskalno promatranje bioloških uzoraka u okruženju s konstantnom temperaturom (37 ℃ ± 0,1 ℃).
2. Oprema za pakiranje biočipova
Primjer primjene: Platforma za visokoprecizno poravnanje čipova za sekvenciranje DNK koristi granitne vodilice s plutajućim zrakom, s točnošću pozicioniranja od ±0,5 μm, osiguravajući submikronsko povezivanje između mikrofluidnog kanala i detekcijske elektrode.
V. Scenariji novih primjena
Baza opreme za kvantno računanje
Tehnički izazovi: Manipulacija kubitima zahtijeva izuzetno niske temperature (razina mK) i ultrastabilno mehaničko okruženje.
Rješenje: Iznimno nisko toplinsko širenje granita (brzina širenja < 1ppm od -200℃ do sobne temperature) može se mjeriti s karakteristikama kontrakcije supravodljivih magneta na ultra niskim temperaturama, osiguravajući točnost poravnanja tijekom pakiranja kvantnih čipova.
2. Sustav litografije elektronskim snopom (EBL)
Ključna performansa: Izolacijsko svojstvo granitne platforme (otpornost > 10¹³Ω · m) sprječava raspršenje elektronskog snopa. U kombinaciji s elektrostatskim pogonom vretena postiže se visokoprecizno ispisivanje litografskih uzoraka s nanoskalnom širinom linije (< 10 nm).
Sažetak
Primjena preciznih granitnih platformi proširila se od tradicionalnih preciznih strojeva do najsuvremenijih područja poput nanotehnologije, kvantne fizike i biomedicine. Njihova ključna konkurentnost leži u dubokoj povezanosti svojstava materijala i inženjerskih zahtjeva. U budućnosti, integracijom tehnologija kompozitnog ojačanja (poput grafen-granitnih nanokompozita) i inteligentnih tehnologija očitavanja, granitne platforme će se probiti u smjeru točnosti na atomskoj razini, stabilnosti u punom temperaturnom rasponu i multifunkcionalne integracije, postajući ključne osnovne komponente koje podržavaju sljedeću generaciju ultraprecizne proizvodnje.
Vrijeme objave: 28. svibnja 2025.